|
|
|
Демодуляция DBPSK, DQPSK при переносе на 0 Гц и рассогласовании несущей и гетеродина |
|
|
|
Jul 18 2018, 12:39
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 98
Регистрация: 4-01-12
Пользователь №: 69 185
|
Цитата(blackfin @ Jul 16 2018, 15:34) Зачем умножать на синус (или косинус), если можно сразу умножать на комплексную экспоненту? Цитата(Serg76 @ Jul 16 2018, 15:47) Чтобы не путаться, рекомендую ознакомиться с понятиями аналитического сигнала и комплексной огибающей и сразу наступит ясность))). Математически я понимаю что можно умножить аналитический сигнал на комплексную экспоненту и перенести его на 0. Но сигнал мы принимает чисто вещественный. И как быть? Оцифровывать на промежутку в цифре и преобразование гилберта для формирования мнимой части или перемножать на cos/sin и получать уже 2 квадратуры уже на ~0Гц (Еще и отфильтровав удвоенную несущую)? Если я что то не понял, поясните. Как умножить вещественный сигнал на комплексную экспоненту и перенести его на 0, получив 2 квадратуры и получить отсутствие спектра на удвоенной несущей? Цитата(Serg76 @ Jul 16 2018, 15:47) Сигнал с разностной модуляцией можно принимать как когерентно так и нет. В первом случае необходим узел восстановления начальной фазы несущей, во втором случае нет, что упрощает проектирование приемника. Разностная модуляция как раз и задумывалась для того, чтобы получить дешевый приемник и не заморачиваться с ФАПЧ. И, да, дифф. кодирование позволяет устранить фазовую неднозначность в сигнале, но такая модуляция потенциально проигрывает абсолютной. Как это делается? В смысле как демодулировать дифференциально замодулированный сигнал без ФАПЧ и выделения несущей? Я знаю только способ отслеживать квадратуры и скакать между ними выбирая где уроваень больше и отслеживать фронты. Есть другие методы? Цитата(petrov @ Jul 16 2018, 16:30) Правильно выше написали, конструктивнее представлять сигналы в комплексной форме. Немодулированная несущая представляет собой одну точку на комплексной плоскости. Чтобы получить такое из 8PSK нужно умножить фазу модулированного сигнала на 8, это и происходит при возведении сигнала в степень(можно прямо умножать фазу, возведение в степень амплитуды не нужно), умножаем фазы созвездия на восемь по модулю 2pi: mod( [0 1*2*pi/8 2*2*pi/8 3*2*pi/8 4*2*pi/8 5*2*pi/8 6*2*pi/8 7*2*pi/8]*8, 2*pi) ans =
0 0 0 0 0 0 0 0 После умножения фаз они все перепрыгивают в одну точку на комплексной плоскости, фильтруем полученную гармонику и делим частоту на 8, получаем несущую модулированного сигнала. Вроде понял. Допустим есть у меня 2 квадратуры (аналитический сигнал), перенесенные на ~0, вычисляем артангенс(допустим, кордиком) перемножаем по модулю 2pi на 8, получаем сигнал фазы увосьмеренной разностной частоты. Берем синус и косинус(допустим кордик) фазы, фильтруем, получаем гармоники, делим частоту на 8, и используем эти гармоники для комплексного перемножения с комплексным сигналом (перенесенным на ~0). Правильно для себя объяснил? Вопрос: как сделать деление частоты на 8? Можно преобразовать в меандр, поделить на 8 и опять фильтровать, нет ли более простого способа?
Сообщение отредактировал FerrumVS - Jul 18 2018, 13:12
|
|
|
|
|
Jul 18 2018, 14:05
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 2 220
Регистрация: 21-10-04
Из: Balakhna
Пользователь №: 937
|
Цитата(FerrumVS @ Jul 18 2018, 15:39) Вроде понял. Допустим есть у меня 2 квадратуры (аналитический сигнал), перенесенные на ~0, вычисляем артангенс(допустим, кордиком) перемножаем по модулю 2pi на 8, получаем сигнал фазы увосьмеренной разностной частоты. Берем синус и косинус(допустим кордик) фазы, фильтруем, получаем гармоники, делим частоту на 8, и используем эти гармоники для комплексного перемножения с комплексным сигналом (перенесенным на ~0). Правильно для себя объяснил? Можно и так. Цитата(FerrumVS @ Jul 18 2018, 15:39) Вопрос: как сделать деление частоты на 8? Можно преобразовать в меандр, поделить на 8 и опять фильтровать, нет ли более простого способа? Вычисляем аргумент отфильтрованной гармоники, делим фазу на 8, разворачиваем её до 2pi, поворачиваем созвездие с помощью полученной фазы.
|
|
|
|
|
Jul 18 2018, 17:29
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 112
Регистрация: 27-12-08
Пользователь №: 42 786
|
Цитата Как это делается? В смысле как демодулировать дифференциально замодулированный сигнал без ФАПЧ и выделения несущей? Я знаю только способ отслеживать квадратуры и скакать между ними выбирая где уроваень больше и отслеживать фронты. Есть другие методы? Умножаете текущий отсчет на комплексно-сопряженный предыдущий (для случая оцифровки один отсчет на посылку), для перехода к жестким решениям (битам) в случае BPSK взять знак действительной части, QPSK - знаки действительной и мнимой. Для случая N отсчетов на посылку нужно выбрать максимально эффективную точку, это можно сделать усреднив мощность отсчетов на некотором промежутке, выбрав каждый 1-вый, каждый 2-ой, ..., каждый N-ный отсчет и взяв те отсчеты, где усредненная мощность максимальна. Конечно, это очень примитивный метод и даже в идеальных условиях он проигрывает 3 дБ когерентному из-за того, что перемножаются 2 искаженных шумом отсчета. Алгоритм предполагает кратность частоты оцифровки скорости манипуляции.
|
|
|
|
|
Jul 18 2018, 23:14
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987
|
Цитата(FerrumVS @ Jul 10 2018, 11:46) Добрый день. После переноса на нулевую частоту PSK в следствии рассогласования несущей и гетеродина I и Q компоненты промодулированы разностной частотой. То есть в некоторые моменты происходит потеря фронтов сигнала и смена знака квадратур. Схема Костаса тут уже вроде не применима, синхронизироваться надо бы на промежуточной частоте. Как обычно поступают в таких случаях? Применяют комплексный демодулятор, а ещё как? Опорную фазу получают методами, неотличимыми от методов ФАПЧ. Нелинейные преобразования входного сигнала для выделения опорной (разностной) частоты не приветствуются, поскольку ухудшают отношение С/Ш. Цитата(petrov @ Jul 14 2018, 11:31) Для 8PSK можно выделить несущую возведением в 8 степень, делается на нулевой частоте, это собственно и нужно для устранения вращения. Худший способ даже придумать трудно... Уважаемый, Вы, вероятно, занимались подобным только в теории. Там, где не было места шумам и другим помехам, верно? Цитата(FerrumVS @ Jul 14 2018, 10:11) В продолжение темы, подходит ли метод демодуляции Писталькорса для демодуляции 8-psk, нет ли там проблем с совпадением фаз? То есть вращения созвездия не будет, но будет поворот созвездия на угол фазовой ошибки? Просто демодулируйте сигнал в квадратурах, при помощи комплексного генератора/умножителя/фильтра, и зануляйте оценку матожидания угловой ошибки. Для этого, достаточно baseband ФАПЧ, со следящим фильтром, скажем, второго порядка. В случае стационарного сигнала, хватит и первого. КИХ-фильтр в петле, кстати, весьма даже приемлем. Цитата(FerrumVS @ Jul 16 2018, 14:38) ...Есть у нас сигнал 8psk, частота несущей немного отличатся от частоты гетеродина. Перемножаем на sin и cos, фильтруем удвоенную частоту, получаем 2 квадратуры промодулированные разностной или созвездие с постоянным вращением с этой частотой. Созвездие нужно стабилизировать и прекратить вращение. Можно либо подстраивать гетеродин либо поворачивать созвездие на нулевой частоте (перемножением на матрицу поворота?) Лучше поворачивайте " sin и cos", а входной сигнал оставьте в покое. Цитата(stealth-coder @ Jul 18 2018, 20:29) Умножаете текущий отсчет на комплексно-сопряженный предыдущий... ............................. Конечно, это очень примитивный метод и даже в идеальных условиях он проигрывает 3 дБ когерентному из-за того, что перемножаются 2 искаженных шумом отсчета... Последнее, безусловно, верно. В подобных извращениях, без особой на то необходимости, нонче нет смысла.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Jul 19 2018, 06:03
|
Профессионал
Группа: Участник
Сообщений: 1 050
Регистрация: 4-04-07
Пользователь №: 26 775
|
Цитата(FerrumVS @ Jul 18 2018, 15:39) Оцифровывать на промежутку в цифре и преобразование гилберта для формирования мнимой части или перемножать на cos/sin и получать уже 2 квадратуры уже на ~0Гц (Еще и отфильтровав удвоенную несущую)? Если я что то не понял, поясните. Все правильно понимаете, оба варианта верные. Цитата(FerrumVS @ Jul 18 2018, 15:39) Как это делается? В смысле как демодулировать дифференциально замодулированный сигнал без ФАПЧ и выделения несущей? Я знаю только способ отслеживать квадратуры и скакать между ними выбирая где уроваень больше и отслеживать фронты. Есть другие методы? Разница между когерентным и некогерентным приемом сигналов с ФРМ будет лишь в наличии узла ФАПЧ в первом случае и его отсутствии во втором (нам не нужно оценивать начальную фазу каждой элементарной посылки - символа, требуется оценить разницу фаз между этими соседними символами, именно в этой разнице заложена информация), при этом частота сигнала должна быть известна достаточно точно. А чтобы правильно выделить переданную информацию, оба приемника должны быть еще дополнены разностным (дифференциальным) декодером, который строится достаточно просто и состоит, в общем случае, из элементов памяти и перемножителей. Вся прелесть некогерентного приема в том, что с какой бы начальной фазой не схватился ваш демодулятор, разница в фазах соседних символов всегда будет одинакова, т.е. не возникает неопределенности. По помехоустойчивоти такой демодулятор будет незначительно уступать когерентному (около 1 дБ). Но из преимуществ - простота и отсутствие какой-либо неопределенности и, соответственно, расходов на ее преодоление. Платой за использование разностной модуляции является ее более низкая помехоустойчивость по сравнению с абсолютной ФМ из-за наличия в структуре демодулятора элементов памяти, что приводит к эффекту размножения ошибок. А, в общем, есть замечательная книга: Окунев. Цифровая передача информации фазомодулированными сигналами. Очень проста в понимании, есть отдельные главы, посвященные оптимальному когерентному и некогерентному приему, со схемами. Мне в свое время очень помогла.
Сообщение отредактировал Serg76 - Jul 19 2018, 11:38
|
|
|
|
|
Jul 19 2018, 22:18
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987
|
Цитата(Serg76 @ Jul 19 2018, 09:03) Разница между когерентным и некогерентным приемом сигналов с ФРМ будет лишь в наличии узла ФАПЧ в первом случае и его отсутствии во втором (нам не нужно оценивать начальную фазу каждой элементарной посылки - символа, требуется оценить разницу фаз между этими соседними символами, именно в этой разнице заложена информация), при этом частота сигнала должна быть известна достаточно точно. Оценка разности фаз и частотного сдвига, полностью эквивалентна комплексному демодулятору с ФАПЧ, поскольку производится совершенно аналогичными методами, чаще всего при помощи совершенно идентичных БИХ/КИХ фильтров. В связи с этим, о некогерентном приёме упоминать нет смысла, мсм. Ежели, конечно, не рассматривать теперь уж архаичные методы, навроде перемножения сигналов на свои задержанные/повёрнутые реплики. Цитата(Serg76 @ Jul 19 2018, 09:03) ... А чтобы правильно выделить переданную информацию, оба приемника должны быть еще дополнены разностным (дифференциальным) декодером, который строится достаточно просто и состоит, в общем случае, из элементов памяти и перемножителей. Мсм, лучше умножать на чистый сигнал генератора (NCO), чем на шумную копию самогО сигнала. Цитата(Serg76 @ Jul 19 2018, 09:03) Вся прелесть некогерентного приема в том, что с какой бы начальной фазой не схватился ваш демодулятор, разница в фазах соседних символов всегда будет одинакова, т.е. не возникает неопределенности. Такие методы иногда применялись для формирования начальной уставки комплексного NCO, с последующим переключением на "замкнутую" петлю регулирования. Вашему покорному слуге когда-то довелось избежать подобной коммутации, путём непосредственного выделения несущей (точнее, поднесущих) из входного модулированного сигнала, без помощи нелинейных преобразований и задержек (умножение на "чистый" сигнал NCO нелинейным преобразованием не считается, чур). Цитата(Serg76 @ Jul 19 2018, 09:03) По помехоустойчивоти такой демодулятор будет незначительно уступать когерентному (около 1 дБ). Может уступать и 6 дБ, и более. В зависимости от характера помехи и отношения С/Ш. Возможно, есть расхождения в терминологии; иным объяснить разницу суждений трудно.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Jul 22 2018, 10:16
|
Профессионал
Группа: Участник
Сообщений: 1 050
Регистрация: 4-04-07
Пользователь №: 26 775
|
Цитата(Stanislav @ Jul 20 2018, 01:18) Оценка разности фаз и частотного сдвига, полностью эквивалентна комплексному демодулятору с ФАПЧ, поскольку производится совершенно аналогичными методами, чаще всего при помощи совершенно идентичных БИХ/КИХ фильтров.
В связи с этим, о некогерентном приёме упоминать нет смысла, мсм. Ежели, конечно, не рассматривать теперь уж архаичные методы, навроде перемножения сигналов на свои задержанные/повёрнутые реплики. Эта разность фаз никакого отношения к ФАПЧ не имеет, да и к приему в целом, поскольку формируется дифф. декодером для извлечения информации. Она также легко может быть получена и при постобработке, т.е. после демодулятора, хоть в мягком, хоть в жеском виде. Цитата(Stanislav @ Jul 20 2018, 01:18) Может уступать и 6 дБ, и более. В зависимости от характера помехи и отношения С/Ш. Возможно, есть расхождения в терминологии; иным объяснить разницу суждений трудно. Может и 6, все будет зависеть от канала и ‘кривизны’ рук разработчика. Я привел данные для АБГШ И Pb < 1e-4 А так, некогерентный прием можно рассматривать как промежуточное звено при переходе к когерентному, т.е. от простого к сложному, это совет ТС. Цитата(Fat Robot @ Jul 21 2018, 22:52) выбор типа демодулятора зависит от того, по какому параметру вы оптимизируете систему. энергопотребление некогерентного демодулятора будет меньше, приемная часть, как и сам демодулятор проще, скорость вхождения в связь при пакетной передаче или при длительных замираниях выше, помехоустойчивость при коротких интервалах стационарности канала лучше. В общем, если чувствительность позволяет, то демодулируйте некогерентно. +1
|
|
|
|
|
Jul 23 2018, 12:45
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 98
Регистрация: 4-01-12
Пользователь №: 69 185
|
Цитата(petrov @ Jul 18 2018, 17:05) Можно и так. Как еще можно? Какие есть варианты для метода выделения несущей (около нуля) из сигнала? Цитата(Stanislav @ Jul 20 2018, 01:18) Такие методы иногда применялись для формирования начальной уставки комплексного NCO, с последующим переключением на "замкнутую" петлю регулирования. Вашему покорному слуге когда-то довелось избежать подобной коммутации, путём непосредственного выделения несущей (точнее, поднесущих) из входного модулированного сигнала, без помощи нелинейных преобразований и задержек (умножение на "чистый" сигнал NCO нелинейным преобразованием не считается, чур). Расскажите поподробнее пожалуйста, если не затруднит. ______________ Для получения несущих (sin/cos) чтобы использовать их как комплексный гетеродин можно либо выделить сигналы несущих из входного сигнала или замкнуть петлю ФАПЧ. Оба метода будут считаться когерентными? Какие приемущества метода с ФАПЧ? Смотря поверхностно, я вижу что ФАПЧ сделать сложнее и будет влиять задержка в петле на скорость захвата. Если же выделить несущие из вх.сигнала, и задержать вх.сигнал на время обработки получается демодулировать сигнал без проблем. Поясните этот момент, может дело в соотношении с/ш? С модуляцией bpsk, qpsk, 8psk более менее понятно как получить сигналы несущих, но как поступают с QAM модуляциями? Какие факторы добавляются и какие методы используются?
Сообщение отредактировал FerrumVS - Jul 23 2018, 13:40
|
|
|
|
|
Jul 25 2018, 10:39
|
Частый гость
Группа: Участник
Сообщений: 98
Регистрация: 4-01-12
Пользователь №: 69 185
|
Цитата(Grizzzly @ Jul 25 2018, 01:20) QAM - это та же самая линейная модуляция, как и M-PSK. Возведение символов в соответствующую степень здесь пригодно для определения частоты. Если в M-PSK соблюдается кратность угла для разных позиций на комплексном поле, то для QAM такого нет. В какую степень тогда возводить?
|
|
|
|
|
Jul 25 2018, 21:48
|
Гуру
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987
|
Цитата(Fat Robot @ Jul 21 2018, 22:52) выбор типа демодулятора зависит от того, по какому параметру вы оптимизируете систему. энергопотребление некогерентного демодулятора будет меньше, приемная часть, как и сам демодулятор проще,.. С этим можно было бы поспорить, не будь вопрос энергопотребления и сложности исчезающе-незначительным в настоящее время. Цитата(Fat Robot @ Jul 21 2018, 22:52) ...скорость вхождения в связь при пакетной передаче или при длительных замираниях выше, помехоустойчивость при коротких интервалах стационарности канала лучше. А вот против этого следовало бы возразить, на конкретных примерах. Цитата(Fat Robot @ Jul 21 2018, 22:52) В общем, если чувствительность позволяет, то демодулируйте некогерентно. А что есть чувствительность в данном контексте? Цитата(Serg76 @ Jul 22 2018, 13:16) Эта разность фаз никакого отношения к ФАПЧ не имеет, да и к приему в целом, поскольку формируется дифф. декодером для извлечения информации. Она также легко может быть получена и при постобработке, т.е. после демодулятора, хоть в мягком, хоть в жеском виде. Так он почти всегда дифференциальный (разностный), если не брать во внимание экзотику. Просто оптимизация оценки такой разности неизбежно приведёт к функциональному эквиваленту ФАПЧ. Скажем, для 8-DPSK это уже зачастую необходимо делать. Цитата(Serg76 @ Jul 22 2018, 13:16) Может и 6, все будет зависеть от канала и ‘кривизны’ рук разработчика. Я привел данные для АБГШ И Pb < 1e-4 Если взять АБГШ и Pb=1e-1, требование к отношению С/Ш на входе уже будут существенно отличаться для когерентного и некогерентного приёма. Цитата(Serg76 @ Jul 22 2018, 13:16) А так, некогерентный прием можно рассматривать как промежуточное звено при переходе к когерентному, т.е. от простого к сложному, это совет ТС. Согласен. Однако, не так уж сложен предмет, как может показаться. Цитата(FerrumVS @ Jul 23 2018, 15:45) Как еще можно? Какие есть варианты для метода выделения несущей (около нуля) из сигнала?
Расскажите поподробнее пожалуйста, если не затруднит. Я немного запамятовал - у меня там не только несущая, но и тактовая выделялась. Попробую нарисовать, когда будет время; сейчас неудобно. Суть метода "на пальцах" - ниже. Цитата(Grizzzly @ Jul 25 2018, 01:20) QAM - это та же самая линейная модуляция, как и M-PSK. Возведение символов в соответствующую степень здесь пригодно для определения частоты. Только помехоустойчивость при этом будет плохой, о чём уже писалось выше. Цитата(Grizzzly @ Jul 23 2018, 16:31) Откуда у вас появились поднесущие в одночастотной модуляции? Про поднесущие написал я. Возможно, не совсем точная терминология. К примеру, если несущая у нас 3000Гц, а символьная скорость 1000 симв/с, поднесущими будут 2500 и 3500 Гц (хотя, на спектре они в явном виде могут не присутствовать). В них содержится информация и о тактовой, и о несущей частоте. Несущей будет их полусумма, а тактовой - разность. Обе величины можно найти на стороне приёма без применения ФАПЧ, или петель Костаса.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
|
2 чел. читают эту тему (гостей: 2, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|